美國(guó)西北大學(xué)利用3D打印技術(shù)制造燃料電池

美國(guó)西北大學(xué)研發(fā)出利用3D 打印機(jī)制造燃料電池的技術(shù)。3D 打印技術(shù)有望開創(chuàng)一種快速便捷的燃料電池生產(chǎn)方式，促進(jìn)燃料電池設(shè)計(jì)及技術(shù)的革新。

美國(guó)西北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授Ramille Shah 在其實(shí)驗(yàn)室首次成功利用3D 打印機(jī)打印出固體氧化物燃料電池的一些獨(dú)立組件，如陰極、陽(yáng)極、電解質(zhì)及內(nèi)部連接件。打印機(jī)所采用的“墨水”為70%～90%的陶瓷顆粒物、粘結(jié)劑以及一些具有特定揮發(fā)速率的溶劑。打印電解質(zhì)所采用的墨水由釔穩(wěn)定氧化鋯顆粒組成，而陽(yáng)極是釔穩(wěn)定氧化鋯顆粒與氧化鎳的混合物。

打印機(jī)噴出的墨水中含有強(qiáng)揮發(fā)性溶劑，可以快速蒸發(fā)，這樣墨水便能迅速?gòu)囊簯B(tài)變?yōu)楣虘B(tài)從而成型。如果采用揮發(fā)性較弱的溶劑，則可以確保打印出來的線條在連續(xù)噴涂時(shí)，既能保持其應(yīng)有的外形，又可使噴射出來的墨水較好地與之融合形成整塊的元件。整個(gè)打印過程均在室溫下操作，但打印完成后的完整元件必須像制作陶瓷花瓶一

樣在1250℃的高溫下進(jìn)行煅燒，從而使其更平滑致密。為使打印出來的燃料電池各個(gè)部件以相同的速率收縮，研究人員將不同墨水之間的組分進(jìn)行糅合，并向其中某些層面加入了鐵氧化物。

科學(xué)家認(rèn)為，利用3D 打印技術(shù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的燃料電池具有傳統(tǒng)工藝無(wú)可比擬的便捷性，徹底免去了后組裝的步驟，同時(shí)還可生產(chǎn)一些設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)獨(dú)特的新產(chǎn)品。